Таймер для каждодневного включения нагрузки (CD4060B, CD4001)


Есть вещи, которые нужно делать каждый день, примерно, в одно и то же время. Например, включать вечером свет во дворе, и выключать его утром, или поливать цветы, кормить рыбок.

Этот таймер предназначен для выполнения за человека такой работы, как включение и выключение нагрузки один раз в сутки. Работает он как кнопочный выключатель этой нагрузки.

Вы в нужное время включаете им нагрузку, а затем в другое нужное время им же её выключаете. После этого о данной работе можно забыть, потому что этот выключатель будет каждый день повторять эти два действия, включать нагрузку в то время, когда вы её последний раз сами включали и выключать её в то время, когда вы её последний раз сами выключали.

Принципиальная схема

Схема показана на рис. 1. Она состоит из двух генераторов импульсов периодом в 24 часа, триггера и выходного ключа с реле. Устройство питается от «зарядки» для сотового телефона с выходом 5V.

Желательно, так же, предусмотреть резервный источник питания, но в данном варианте его нет. В схеме на рис. 1 генераторы импульсов с периодом в 24 часа построены на микросхемах CD4060B.

Напомню, что данные микросхемы содержат 14-разрядный двоичный счетчик (без выводов от 1-3 и 11 разрядов) и два инвертора для схемы мультивибратора, включенных последовательно, один из которых соединен с входом счетчика.

Принципиальная схема таймера для какждодневного включения нагрузки

Рис. 1. Принципиальная схема таймера для какждодневного включения нагрузки.

Частота работы мультивибраторов задана RC-цепями C1-R2 и C4-R7, соответственно В процессе налаживания подбором сопротивлений резисторов R2 и R7, соответственно, устанавливается 24-часовой период импульсов на старшем выходе соответствующего счетчика.

Для того чтобы эту работу можно было выполнить быстрее и эффективнее на схеме обозначены выводы 4 и 14 микросхем D1 и D2 как контрольные точки.

Сначала подбором R2 (или R7) добиваются того, чтобы логическая единица на выводе 4 появлялась через 2 минуты 50 секунд после нажатия и отпускания кнопки S1 (S2).

Затем, более точным подбором сопротивления добиваются того, чтобы логическая единица на выводе 14 появлялась через 11 минут 15 секунд после нажатия и отпускания кнопки S1 (S2). Ну и последний этап - суточная корректировка.

И так, есть два генератора 24-часовых импульсов. Состоянием выхода схемы управляет RS-триггер на логических элементах D3.3 и D3.4. Формирователи коротких импульсов на элементах D3.1 и D3.2 и цепях C2-R4-VD1 и C5-R8-VD2 служат для управления RS-тригт*ром.

На выходе RS-триггера включен транзисторный ключ VТ1, с реле в стоковой цепи.

Для включения нагрузки нужно нажать и отпустить кнопку S1 Кнопка двойная, без фиксации. При этом происходит обнуление счетчика D1 и установка RS-триггера D3.3-D3.4 в состояние логической единицы на выходе элемента D3.4.

Транзистор VТ1 открывается и дает напряжение на обмотку реле К1, которое служит для включения нагрузки, не показанной на схеме.

Затем. когда наступает время выключить нагрузку нужно так же нажать и отпустить кнопку S2. Кнопка двойная, без фиксации. При этом происходит обнуление счетчика D2 и установка RS-триггера D3.3-D3.4 в состояние логического нуля на выходе элемента D3.4.

Транзистор VT1 закрывается и снимает напряжение с обмотки реле К1, при этом происходит включение нагрузки, не показанной на схеме.

После этого, через сутки счетчик D1 в момент обнуления, посредством элемента D3.1 и цепи C2-R4-VD1 создает короткий импульс, который поступает на вывод 8 D3.3 и переводит триггер D3.3-D3.4 в состояние логической единицы на выходе элемента D3. 4. Транзистор VT1 открывается и реле К1 включает нагрузку, не показанную на схеме.

Далее, когда проходят сутки с момента ручного выключения нагрузки, счетчик D2 в момент обнуления, посредством элемента D3D2 и цепи C5-R8-VD2 создает короткий импульс, который поступает на вывод 13 D3.4 и переводит триггер D3.3-D3.

4 в состояние логического нуля на выходе элемента D3.4. Транзистор VT1 закрывается и реле К1 выключает нагрузку, не показанную на схеме. Все это будет повторяться регулярно каждые сутки.

Хотя, конечно время будет несколько «уводить», потому что оно задано простыми RC-цепями, достигнуть хорошей стабильности с которыми не возможно.

Впрочем, все зависит от конкретного применения, и если ошибка в несколько минут в сутки не критична для конкретного случая, устройство может быть очень полезным.

Если же требуется «кварцевая» точность, потребуется приобрести еще четыре микросхемы CD4060B и генераторы суточных импульсов сделать по схеме, показанной на рисунке 2.

Здесь показан только суточный генератор выполненый на трех микросхемах CD4060B. Второй точно такой же.

Генератор суточных импульсов с кварцевой стабилизацией

Рис. 2. Генератор суточных импульсов с кварцевой стабилизацией.

Частота задается кварцевым резонатором на частоту 32768 Гц для электронных часов. Затем происходит деление его частоты системой из трех счетчиков, коэффициенты деления двух из которых заданы диодными «монтажными И».

Детали

В устройстве можно использовать любое электромагнитное реле с обмоткой на напряжение 5V.

Вместо реле можно использовать оптопару достаточной мощности, включив её светодиод, через токоограничительный резистор, вместо обмотки реле. Напряжение питания схемы может быть от 5 до 15V.

При этом нужно выбрать реле К1 таким, чтобы оно было с обмоткой на то конкретное напряжение, которым питается схема.

Веселов Л. В. РК-08-2018.


1 1080 Таймеры и реле времени
таймер реле времени управление нагрузкой выключатель нагрузки
Комментарии (1):
#1 BVM Май 05 2021
+1

Варианты печатных плат - Скачать.

Печатная плата таймера для каждодневного включения нагрузки

Принципиальная схема самодельного таймера для каждодневного включения нагрузки

Печатная плата таймера для каждодневного включения нагрузки - второй вариант

Изменения в схемах:

  1. Питание 12 В выбрано исходя из имеющегося реле.
  2. Транзистор  выбран исходя из того же. К тому же он более мощный.
  3. Добавлен блокировочный по питанию конденсатор C6 (вариант-1), С8 (вариант-2).
  4. Поменяны местами DD7.3 и DD7.4 - для облегчения разводки.
  5. Все изменения учтены в прилагаемых схемах и на печатных платах.
  6. Схемы выполнеы в Splan 7, платы - в Sprint-Layout 6. Файлы прилагаются.

Совет:

  1. Конденсаторы C1, C4 (вариант-1) желательно использовать с как можно меньшим ТКЕ.
       Т.к. за сутки получается слишком уж большая погрешность.
  2. Штыри для контрольных точек cp1...cp4 (для настройки варианта 1 по методике автора)
       можно не устанавливать, если их нет в наличии или они мешают.
  3. Толкатели кнопок MPS-800N (PSW-1) хорошо удлиняются с помощью отрезка пустого,
       жёсткого стержня от гелевой ручки.
Оставить комментарий:

cashback